牵引电机控制策略对轮轨粘着影响的研究

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轮轨间的粘着是轨道交通车辆牵引力和制动力的根本,而交流传动电力牵引系统中,牵引电机控制策略是影响轮轨间粘着的重要因素之一。本文以某型电力机车机械传动、驱动系统为研究对象,希望通过研究找出牵引电机控制策略中影响轮轨粘着的具体环节,为设计和改进交流传动电力牵引系统提供参考。本文针对某型电力机车的驱动系统和牵引力传递机制进行分析,建立了单轮驱动系统的动力学模型;通过对动力学模型的分析,得到了单轮驱动系统的数学模型,该数学模型即是表征牵引电机输出转矩与蠕滑速度(粘着判据)之间关系的传递函数,通过对该传递函数进行分析,进而得到了牵引电机输出转矩的相关特性是如何对轮轨粘着产生影响的。本文对牵引电机矢量控制策略和牵引电机直接转矩控制策略进行研究,找出了其中影响转矩特性的具体环节,以及这些环节是如何对牵引电机输出转矩产生影响的:然后,以牵引电机输出转矩为媒介,以转矩特性对轮轨粘着的影响为基础,分析了这两种控制策略对于轮轨粘着的影响。本文还利用MATLAB/Simulink仿真软件平台,建立了牵引电机矢量控制策略对轮轨粘着影响的仿真模型和牵引电机直接转矩控制策略对轮轨粘着影响的仿真模型,设计了相关的仿真实验;通过对仿真结果的分析,得到了与理论分析相一致的结果。本文根据理论分析和仿真验证的结果,得到了牵引电机矢量控制策略中转子磁场定向不准和考虑死区时间的逆变器调制算法,牵引电机直接转矩控制策略中滞环比较器的滞环宽度,会对轮轨粘着产生影响,并且以此为依据,提出相关改进建议。
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